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1、2020衡水名师原创物理专题卷专题十三 热学考点49 分子运动论 内能 考点50 气体 固体与液体 考点51 热力学定律和能量守恒 考点52 实验：用油膜法估测分子的大小 一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1、下列说法正确的是( )A.物体吸收热量,其内能一定增加B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体温度升高,分子平均动能一定增大D.物体温度升高,分子平均动能可能减小2、分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质.据此可判断下列说法中正确的是( )
2、A.悬浮在液体中的小颗粒不停的无规则运动称为布朗运动,颗粒越小,布朗运动越显著B.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素C.当分子间的引力大于斥力时,宏观物体呈现固态;当分子间的引力小于斥力时,宏观物体呈现气态D.分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都增大E.随着分子间距离的增大,分子势能一定减小3、下列说法中正确的是()A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B.分子间的距离增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大C.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显D.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大
3、,压强减小4、关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,正确的是( )A.甲图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力均为零B.乙图中,由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况,可知温度T1Tc,QabQacB.TbTc,QabQacD.Tb=Tc,QabQac13、下列说法正确的是( )A.饱和汽压随温度升高而增大，与体积无关B.气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小C.在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少D.单位体积内气体分子数增加气体的压强一定增大E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大
4、，那么它一定从外界吸热14、下列说法不正确的是( )A.物体的温度为0时,物体的分子平均动能为零B.两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大,而分子势能先减小后增大C.密封在容积不变的容器内的气体,若温度升高,则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D.第二类永动机是不能制造出来的,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律E.一定质量的理想气体,如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量,则在该过程中气体的压强一定增大15、关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体B.块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非
5、晶体C.一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性不同, 则该球一定是单晶体D.块晶体,若其各个方向的导热性相同,则一定是多晶体16、下列关于分子热运动的说法中正确的是( )A.布朗运动就是液体分子的热运动B.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力C.对于一定量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它的内能减小D.气体分子的热运动越剧烈,气体的温度就越高17、下列说法正确的是（ ）A. 熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B. 在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C. 人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度D. 液体具有流动性
6、是因为液体分子具有固定的平衡位置E. 当两分子间距离为时，分子力为0；当分子间距离小于时，分子间表现为斥力二、非选择题（共4小题 ，共42分，按题目要求作答，计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18、在做“用油膜法估测分子大小”的实验时1.某同学在用油膜法估测分子直径实验中,计算结果明显偏大,可能是由于( )A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量的酒精C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D.求每滴体积时,lmL的溶液的滴数误多记了10滴2. 在做“用油膜法估测分子大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000
7、mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器测得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_mL,油酸膜的面积是_cm2.根据上述数据,估测出油酸分子的直径是_m。19、为了保证车内人员的安全,一般小汽车都安装了安全气囊,利用NaN3爆炸产生的氮充入气囊,当小汽车发生一定的碰撞时.NaN3爆炸产生的氮气充满安全气囊,充满后气囊体积变化很小。已知气囊容积为V=56L,囊中氮气密度为=2.5kg/m3,氮气的摩尔质量为M0=0.028kg/mol,阿伏伽徳罗常数为
8、:NA=6.021023mol-1,标准状态下气体的摩尔体积为V=22.4L。1.求气囊中氮气的分子数;2.当温度为27时,囊中氮气的压强多大?20、在两端封闭,粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为和,左边气体的压强为12.0cm Hg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。21、如图所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量,横截面积;小活塞的质量,横截面积为;两活塞用刚性
9、轻杆连接,间距保持;汽缸外大气的压强,温度.初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小取10 .求:1.在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;2.缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.答案以及解析1答案及解析：答案：C解析：A项:由热力学第一定律知,仅知道吸收热量而不知道做功情况,无法判断物体内能的变化情况,故A错误;B项:物体对外做功,如同时从外界吸收的热量大于做功的数值,则内能增加,故B错误;C、D项:温度是分子平均动能的标志,所以温度升高时分子平均动能增大,
10、故C正确,D错误。 2答案及解析：答案：ABD解析： 悬浮在液体中的小颗粒不停的无规则运动称为布朗运动,颗粒越小,温度越高,布朗运动越显著,选项A正确;分子在永不停息的做无规则运动,所以在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素,选项B正确;气态的物体其引力是大于斥力的;物态并不是只由分子间作用力所决定的;故C错误;分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都增大,选项D正确;当分子间距离等于r0时,分子间的势能最小,分子可以从距离小于r0的处增大分子之间距离,此时分子势能先减小后增大,故E错误;故选ABD. 3答案及解析：答案：A解析：雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力,导
11、致水被吸引,A正确;当分子间的距离时,分子力表现为斥力,随着分子间距离r的增大,分子力做正功,分子势能减小;当分子间的距离时,分子力表现为引力,随着分子间距离r的增大,分子力做负功,分子势能增大,B错误;悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,微粒受到的液体分子撞击的冲力越趋向平衡,布朗运动越不明显,C错误;控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,压强也增大,D错误. 4答案及解析：答案：B解析： 甲图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等,合力为零,故A错
12、误; 如图中,氧气分子在T2温度下速率大的分子所占百分比较多,所以T2温度较高,故B正确; 由图可以看出某固体在导热性能上各向同性,可能是多晶体或者非晶体,故C错误; 丁图中,昆虫水蝇能在水面上不陷入水中,靠的得液体表面张力的作用,故D错误。所以B正确,ACD错误。 5答案及解析：答案：BCE解析：A项：水的摩尔质量为，水的密度为，分子体积为，故A错误；B项：质量相同时，0水凝结成冰的过程要放出热量，内能减小，所以0水的内能比0冰的内能大，故B正确；C项：由于蒸发，液体表面分子较内部稀疏，故表面分子力表现为引力，空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故C正确；D项：当水面上方的水蒸气达到
13、饱和状态时，水中水分子飞出水面与进入水面是平衡的，故D错误；E项：根据相对湿度的定义可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同温度下水的饱和汽压，故E正确 6答案及解析：答案：B解析：微观物体的内能与宏观物体的机械能无关，选项A错误；温度是分子平均动能的标志，则当物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加，选项B正确；一定质量的物体，内能与温度、体积等都有关，则当内能增加时，温度不一定升高，选项C错误；温度升高时物体的平均动能增加，但不是每个分子的动能都将增大，选项D错误；故选B. 7答案及解析：答案：ACE解析：由图象可知,ab过程,气体压强减小而体积增大,气体的压强与体积倒数成
14、正比,则压强与体积成反比,气体发生的是等温变化,故A正确；由理想气体状态方程可知,由题图可知,连接Ob的直线的斜率小,所以b对应的温度小,bc过程温度升高,由图象可知,同时压强增大,且体积也增大,故B错误；由图象可知,cd过程,气体压强不变而体积V变小,由理想气体状态方程可知气体温度降低,故C正确；由图象可知,da过程,气体体积V不变,压强p变小,由理想气体状态方程可知,气体温度降低,故D错误,E正确。 8答案及解析：答案：ABC解析：根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知.题图中两条曲线下面积相等.选项A正确;题图中虚线占百分比较大的分子速率较小
15、, 所以对应于氧气分子平均动能较小的情形.选项B正确;题图中实线占百分比较大的分子速率较大,分子平均动能较大.根据温度是分子平均动能的标志.可知实线对应于氧气分子在100时的情形,选项C正确;根据分子速率分布图可知,题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比,不能得出任意速率区间的氧气分子数目,选项D错误;由分子速率分布图可知.与0时相比,100 时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较小,选项E错误。 9答案及解析：答案：A解析：根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强A
16、温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；C由压强公式可知，气体压强除与分子平均动能有关即温度，还与体积有关，故C错误；D温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误。 10答案及解析：答案：B解析：胎内气体质量发生变化，似乎不能直接应用气体实验定律，但由于假设气体温度不变，故可将打气前后胎内气体体积分别折合成大气压下气体体积，求出两种情况下体积之差，便可得到结果，这样便将一个变质量问题化为两个等质量问题.打气前,打气后因而打气次数 (次) 11答案及解析：答案：
17、C解析：解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理意义,推动活塞Q使活塞对气体做功,气体的温度应升高,但由于缓慢推动活塞,所以气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中,由于环境温度恒定,所以气缸内气体的温度不变,气体的平均动能不变, 错误,正确;由于气体被压缩,气体单位体积内的分子数增大,单位面积上,气缸受到气体分子的碰撞次数增多,因此气体的压强增大,正确,错误。故选项C正确,其余选项错误。 12答案及解析：答案：C解析：设气体在状态a时的温度为Ta,由题图可知Vc=Va=V0、Vb=2V0=2Va,从a到b是等压变化, ,解得Tb=2Ta;a到c是等容变化, ,由于pc=2p0=2pa,解
18、得Tc=2Ta,所以Tb=Tc,因为从a到c是等容变化过程,体积不变,气体不做功,故ac过程增加的内能等于ac过程吸收的热量;而过程体积增大,气体对外做正功,由热力学第一定律可知ab过程增加的内能小于ab过程吸收的热量,QacQab,故选项C正确。 13答案及解析：答案：ACE解析：根据饱和汽压的特点，选项A正确：气体分子热运动的平均动能越小，气体的温度越低.但，温度低，压强不一定小，选项B错误；根据热力学第二定律.选项C正确：单位体积内气体分子数增加，但如果分子的平均动能减小，气体的压强不一定增加.选项D错误；根据常量，压强不变.体积增大，温度一定升高.气体的内能一定增大，结合，气体吸热.选
19、项E正确. 14答案及解析：答案：ABE解析：分子在永不停息的做无规则运动,则当物体的温度为0时,物体的分子平均动能也不为零,选项A错误;若分子距离在平衡位置以外两个分子在相互靠近的过程中其分子力做正功,分子势能逐渐减小,故B错误;密封在容积不变的容器内的气体,若温度升高,分子平均速率变大,则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大,选项C正确; 第二类永动机是不能制造出来的,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律,选项D正确; 一定质量的理想气体,如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量,则气体对外做功,体积变大,根据可知在该过程中气体的压强一定减小,选项E错误;此题选择不正确的选
20、项,故选ABE. 15答案及解析：答案：C解析：多晶体和非晶体都显示各向同性,只有单晶体显示各向异性,所以A、B错误,C正确:单晶体具有各向异性的特性,仅是指某些物理性质,并不是所有的物理性质都是各向异性的,换言之,某一物理性质显示各向同性,并不意味着该物质一定不是单晶体,所以D错。 16答案及解析：答案：D解析：布朗运动是小微粒的运动,不是分子的运动,故A错误;气体分子散开的原因在于气体分子永不停息的做无规则的运动,而不是分子间作用力作用力的缘故,故B错误;对于一定量的理想气体,如果压强不变,体积增大,温度升高,则它的内能一定增加,故C错误;温度是气体分子热运动的标志,温度越高,分子热运动越
21、剧烈,故D正确。所以D正确,ABC错误。 17答案及解析：答案：BCE解析：A项：自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故A错误；B项：改变物体内能的两种方式是热传递和做功，在绝热条件下压缩气体，对气体做正功，气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律知气体的内能一定增加，故B正确；C项：人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度，而主要取决于空气的相对湿度，故C正确；D项：液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小，分子位置不固定，故D错误；E项：当两分子间距离为r0时，分子力为0
22、，当分子间距离小于r0时，斥力和引力都存在，分子间表现为斥力作用，故E正确。故选：BCE。 18答案及解析：答案：1.AC; 2. ;40; 解析：1.计算油酸分子直径时要用到,A.油酸未完全散开,S偏小,故直径偏大,选项A正确;B.计算时利用的是纯油酸的体积,如果含有大量的酒精,则油酸的实际体积偏小,则直径偏小,选项B错误;C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格, S偏小,故直径偏大,选项C正确;D.求每滴体积时,lmL的溶液的滴数误多记了10滴,由可知,体积偏小,则直径偏小,选项D错误;2.1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积;如图所示,是油酸薄膜。由于每格边长为1cm,则每一格就是 ,估算
23、油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格。则油酸薄膜面积为;分子的直径 19答案及解析：答案：1.氮气的物质的量: ,则氮气的分子数:N=n NA=3.011024.2.标准状态下:p0=1atm,V0=22.4L,T0=273K,27时:V=56L,T=300K,由理想气体状态方程:,解得:p=2.2atm.解析： 20答案及解析：答案：设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为和。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为和，由力的平衡条件有式中为水银密度,g为重力加速度大小。由玻意耳定律有两边气柱长度的变化量大小相等由式和题给条件得解析： 21答案及解析：答案：1.设初始时气体体积为,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为,温度为.由题给条件得在活塞缓慢下移的过程中,用表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得故缸内气体的压强不变.由盖-吕萨克定律有联立式并代入题给数据得2.在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为,由查理定律,有联立式并代入题给数据得.解析：